Перформансе литијумских батерија су постепено нарушене

Перформансе литијумских батерија су постепено нарушене

Силицијумске аноде су привукле велику пажњу у индустрији батерија.У поређењу салитијум-јонске батеријекоришћењем графитних анода могу да обезбеде 3-5 пута већи капацитет.Већи капацитет значи да ће батерија трајати дуже након сваког пуњења, што може значајно да продужи пут вожње електричних возила.Иако је силицијум у изобиљу и јефтин, циклуси пуњења и пражњења Си анода су ограничени.Током сваког циклуса пуњења-пражњења, њихова запремина ће бити знатно проширена, па чак и њихов капацитет ће опасти, што ће довести до лома честица електроде или одвајања електродног филма.

КАИСТ тим, који предводе професор Јанг Вук Чои и професор Али Коскун, известио је 20. јула о молекуларном лепку за литијум-јонске батерије великог капацитета са силицијумским анодама.

КАИСТ тим је интегрисао молекуларне ременице (зване полиротаксани) у везива за електроде батерије, укључујући додавање полимера електродама батерије за причвршћивање електрода на металне подлоге.Прстенови у полиротану су зашрафљени у полимерни скелет и могу се слободно кретати дуж скелета.

Прстенови у полиротану могу слободно да се крећу са променом запремине честица силицијума.Клизање прстенова може ефикасно задржати облик силицијумских честица, тако да се оне неће распасти у процесу континуиране промене запремине.Важно је напоменути да чак и згњечене честице силицијума могу остати коалесцентне због високе еластичности полиротанских лепкова.Функција нових лепкова је у оштрој супротности са функцијом постојећих лепкова (обично једноставних линеарних полимера).Постојећи лепкови имају ограничену еластичност и стога не могу чврсто да одржавају облик честица.Претходни лепкови могу распршити згњечене честице и смањити или чак изгубити капацитет силицијумских електрода.

Аутор сматра да је ово одлична демонстрација значаја основних истраживања.Полиротаксан је прошле године добио Нобелову награду за концепт "механичких веза".„Механичко везивање“ је новодефинисани концепт који се може додати класичним хемијским везама, као што су ковалентне везе, јонске везе, координационе везе и металне везе.Дугорочна основна истраживања се постепено суочавају са дугогодишњим изазовима технологије батерија неочекиваном брзином.Аутори су такође споменули да тренутно раде са великим произвођачем батерија како би интегрисали своје молекуларне ременице у стварне батеријске производе.

Сир Фрасер Стоддарт, добитник Нобле Лауреате Цхемистри Авард 2006. на Универзитету Нортхвестерн, додао је: „Механичке везе су се по први пут опоравиле у окружењу за складиштење енергије.Тим КАИСТ-а је вешто користио механичка везива у полиротаксанима са клизним прстеном и функционализовани алфа-циклодекстрин спирални полиетилен гликол, означавајући пробој у перформансама литијум-јонских батерија на тржишту, када се агрегати у облику котурача са механичким везивима.Једињења замењују конвенционалне материјале са само једном хемијском везом, што ће имати значајан утицај на својства материјала и опреме.


Време поста: мар-10-2023